JP2004117741A

JP2004117741A - 描画データの作成方法

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Publication number: JP2004117741A
Application number: JP2002279910A
Authority: JP
Inventors: Hidehiro Azuma; 東　英宏
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】半導体装置の製造工程において使用する露光マスクのパターンや半導体装置の製造工程における直接露光用のパターンなどとなる描画データを作成するときに、作成時間を短縮できる描画データの作成方法を提供する。
【解決手段】設計データの一部となるパターンを作成して設計データのライブラリーを形成し、設計データのライブラリーのパターンを描画データに変換して描画データのライブラリーを作成する。次に、設計データのライブラリーのパターンを用いて設計データを作成し（Ｆ６）、設計データのうち設計データのライブラリーのパターンを除く部分を描画データに変換する（Ｆ１１）。次に、設計データのライブラリーのパターンに対応する描画データのライブラリーのパターンと、設計データのライブラリーのパターンを除く設計データから変換された描画データのパターンとを重ね合わせる（Ｆ１２）。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造工程において使用する露光マスクのパターンや半導体装置の製造工程における直接露光用のパターンなどとなる描画データの作成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の微細化および高集積化に伴い、半導体装置を設計するパターンについても微細化および高集積化が進んでいる。
半導体装置の製造工程において、フォトレジスト膜をパターン形成するフォトリソグラフィ技術は半導体装置のさらなる微細化を実現するための重要な技術であり、フォトリソグラフィ技術で用いる露光マスクの用いられるパターンとしても微細化および高集積化が進められている。
【０００３】
上記のように半導体装置を設計するパターンが微細化および高集積化すると、半導体装置の製造工程において使用する露光マスクのパターンとなる描画データが膨大となり、その作成に時間がかかるために、ＴＡＴが長くなってしまっていた。
【０００４】
そこで、半導体装置の製造工程において使用する露光マスクのパターンとなる描画データを作成するときに、設計データとして、使用頻度の高いセルや機能ブロックなどの設計データのパターンを予め登録してライブラリー化しておき、この設計データ用のパターンのライブラリーを利用して、半導体装置の製造工程において使用する露光マスクのパターンとなる描画データを作成する方法が知られている。
この方法によれば、使用頻度の高い設計データ用のパターンは改めて作成しないでライブラリーから読み出すだけでよいので、設計データの作成に関して短ＴＡＴ化を図ることができる。
【０００５】
以下に、上記のライブラリーを利用した描画データの作成方法について説明する。
図１２および図１３は、上記の描画データの作成方法の工程のフローチャートである。
また、図１４〜１７は各工程におけるパターンの具体例を示す模式平面図である。
【０００６】
最初に、以下のように、設計データにおいて用いる頻度の高いセルや機能ブロックなどのパターンを予めライブラリー登録する。
まず、第１ステップＦ１０１として、設計データのライブラリー用のパターンを作成する。
次に、第２ステップＦ１０２として、第１ステップＦ１０１において作成した設計データのライブラリー用のパターンを設計データのライブラリーへ登録する。
以上のようにして設計データ用パターンのライブラリー登録を行う。
【０００７】
例えば、図１４（ａ）および（ｂ）に示すような設計データのライブラリーパターンを登録し、ライブラリーを作成する。
図１４（ａ）はＭＯＳトランジスタの設計データを登録したライブラリーパターンＬ１００である。例えば、ゲート電極となる配線１００、ソース・ドレインとなる不純物拡散層１０１およびソース・ドレインコンタクト１０２から構成されている。
また、図１４（ｂ）は配線の設計データを登録したライブラリーパターンＬ１０１である。例えば、所定形状の配線１０３から構成されている。
【０００８】
次に、ライブラリー登録された設計データのパターンを利用して設計データを作成し、これから描画データを作成する。
まず、第３ステップＦ１０３として、設計データのライブラリーを用いてレイアウト設計を行う。
例えば、図１５（ａ）に示すように、設計データのライブラリーパターン（Ｌ１００，Ｌ１０１）を所定の位置に配置して、それらを接続するようなパターンの配線（１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）をレイアウトする。
ここで、図１５（ａ）中の設計データのライブラリーパターン（Ｌ１００，Ｌ１０１）は、それぞれ図１５（ｂ）および図１５（ｃ）に示すパターンである。
【０００９】
次に、第４ステップＦ１０４として、設計データのライブラリーのパターンと、設計データのライブラリーのパターンを除く設計データのパターンとを重ね合わせる。
例えば、図１５（ｂ）および図１５（ｃ）に示す設計データのライブラリーパターン（Ｌ１００，Ｌ１０１）を図１５（ａ）の設計データに重ね合わせ、図１６に示すようなパターンを得る。
【００１０】
次に、第５ステップＦ１０５として、上記のようにして得られた設計データの検証を行う。
次に、第６ステップＦ１０６として、インクリメント処理などの設計データの図形的演算処理を行い、さらに第７ステップＦ１０７として描画フォーマットへ変換して、描画データを得る。
この結果、図１６に示すパターンから、配線２００、不純物拡散層２０１、ソース・ドレインコンタクト２０２、配線２０３および配線（２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ）にそれぞれ変換され、図１７に示すパターンの描画データが得られる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の描画データの作成方法においては、設計データのライブラリーのパターンを除く設計データのパターンと、設計データのライブラリーのパターンとを重ね合わせ、これらの設計データ全てについて描画フォーマットへ変換して描画データを得ていることから、半導体装置の微細化や高機能化とともにデータ規模が膨大となって、描画データへの変換時間が長くなり、ＴＡＴが長くなってしまっていた。
【００１２】
上記の問題は、半導体装置の製造工程において使用する露光マスクのパターンとなる描画データを作成するときに限らず、半導体装置の製造工程における直接露光用のパターンとなる描画データを作成する場合についても同様である。
【００１３】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体装置の製造工程において使用する露光マスクのパターンや半導体装置の製造工程における直接露光用のパターンなどとなる描画データを作成するときに、作成時間を短縮できる描画データの作成方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の描画データの作成方法は、半導体装置を形成するためのパターンとなる描画データの作成方法であって、設計データの一部となるパターンを作成して設計データのライブラリーを形成する工程と、前記設計データのライブラリーのパターンを描画データに変換して描画データのライブラリーを作成する工程と、前記設計データのライブラリーのパターンを用いて設計データを作成する工程と、前記設計データのうち前記設計データのライブラリーのパターンを除く部分を描画データに変換する工程と、前記設計データのライブラリーのパターンに対応する前記描画データのライブラリーのパターンと、前記設計データのライブラリーのパターンを除く設計データから変換された描画データのパターンとを重ね合わせる工程とを有する。
【００１５】
上記の本発明の描画データの作成方法は、半導体装置を形成するためのパターンとなる描画データを作成する方法であって、設計データの一部となるパターンを作成して設計データのライブラリーを形成し、設計データのライブラリーのパターンを描画データに変換して描画データのライブラリーを作成する。
次に、設計データのライブラリーのパターンを用いて設計データを作成し、設計データのうち設計データのライブラリーのパターンを除く部分を描画データに変換する。次に、設計データのライブラリーのパターンに対応する描画データのライブラリーのパターンと、設計データのライブラリーのパターンを除く設計データから変換された描画データのパターンとを重ね合わせる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本実施形態に係る描画データの作成方法の形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
本実施形態は、半導体装置の製造において使用する露光マスクを作成するためのパターン、あるいは、半導体装置の製造における直接露光用のパターンなどとなる描画データの作成方法であり、以下のようにして行う。
【００１８】
図１および図２は、上記の描画データの作成方法の工程のフローチャートである。
また、図３〜１１は各工程におけるパターンの具体例を示す模式平面図である。
【００１９】
最初に、設計データにおいて用いる頻度の高いセルや機能ブロックなどのパターンを設計データのライブラリーに、また、これを描画フォーマットへ変換した描画データのパターンを描画データのライブラリーに、それぞれ登録する。
まず、第１ステップＦ１として、設計データのライブラリー用のパターンを作成する。
次に、第２ステップＦ２として、第１ステップＦ１において作成した設計データのライブラリー用のパターンを設計データのライブラリーへ登録する。
【００２０】
ここで、設計データのライブラリーの登録では、各ライブラリーデータの領域サイズ、レイヤー情報、入出力情報などの登録データのバージョンと共に登録する。
領域サイズは、例えば矩形の領域の場合に左下の右上の２点で示す方法でもよく、また、多角形的外観の領域として示す方法でもよい。
レイヤー情報は、登録するパターンで使用しているレイヤーの内、マスクパターンになるパターンのレイヤーとする。
入出力情報は、登録されたセルや機能ブロックの外部との入出力ポイントを示す座標およびレイヤーの情報である。
【００２１】
例えば、図３（ａ）および（ｂ）に示すような設計データのライブラリーパターンを登録し、設計データのライブラリーを作成する。
図３（ａ）はＭＯＳトランジスタの設計データを登録した設計データのライブラリーパターンＬ１０である。例えば、ゲート電極となる配線１０、ソース・ドレインとなる不純物拡散層１１およびソース・ドレインコンタクト１２から構成されている。
また、図３（ｂ）は配線の設計データを登録した設計データのライブラリーパターンＬ１１である。例えば、所定形状の配線１３から構成されている。
【００２２】
次に、第３ステップＦ３として、設計データのライブラリー用のパターンに対してインクリメント処理などの設計データの図形的演算処理を行い、さらに第４ステップＦ４として描画フォーマットへ変換して、描画データを得る。
次に、第５ステップＦ５として、第４ステップＦ４において得た描画データのライブラリー用のパターンを描画データのライブラリーへ登録する。
【００２３】
描画データのライブラリーの登録においても、設計データのライブラリーと同様に、領域サイズや入出力情報などのバージョンと共に登録する。
領域サイズは上記と同様の方法により示す。
また、入出力情報としては、登録されたセルや機能ブロックの外部との入出力ポイントを示す座標の情報を登録する。
【００２４】
例えば、図４（ａ）および（ｂ）に示すような描画データのライブラリーパターンを登録し、描画データのライブラリーを作成する。
即ち、図３（ａ）のＭＯＳトランジスタの設計データのライブラリーパターンＬ１０から変換して、図４（ａ）に示すような、配線２０、不純物拡散層２１およびソース・ドレインコンタクト２２からなる描画データのライブラリーパターンＬ２０を得る。また、図３（ｂ）の配線の設計データのライブラリーパターンＬ１１から変換して図４（ｂ）に示すような配線２３からなる描画データのライブラリーパターンＬ２１を得る。
以上のようにして、設計データとそれに対応する描画データのライブラリー登録を行う。
【００２５】
次に、設計データのライブラリー登録された設計データのパターンを利用して設計データを作成し、これから描画データを作成する。
まず、第６ステップＦ６として、設計データのライブラリーを用いてレイアウト設計を行う。
例えば、図５（ａ）に示すように、設計データのライブラリーパターン（Ｌ１０，Ｌ１１）を所定の位置に配置して、それらを接続するようなパターンの配線（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）をレイアウトする。このとき、設計データ上にはライブラリーの実パターンは持たせず、使用するライブラリーのパターン名、バージョン、配置位置の情報のみを持たせる。
ここで、図５（ａ）中の設計データのライブラリーパターン（Ｌ１０，Ｌ１１）として用いているのは、それぞれ図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すパターンであり、上記のようにして設計データのライブラリーに登録されたパターンである。
【００２６】
次に、第７ステップＦ７として、設計データのライブラリーのパターンを除く設計データと、設計データのライブラリーパターン（Ｌ１０，Ｌ１１）との接続状態をチェックする。
このステップは必要に応じて行い、例えば、設計データのライブラリーパターン（Ｌ１０，Ｌ１１）に登録されたバージョンから得られる入出力情報と、設計データのライブラリーのパターンを除く設計データのパターンの配線（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）の位置座標とを比較することにより行われる。
【００２７】
例えば図６に示す設計データのライブラリーパターンＬ１０の場合、ゲート電極となる配線１０に接続する２か所の入出力点（Ｃ１，Ｃ２）を有している。図６では、入出力点Ｃ１には配線１４ｂが接続されているのでエラーではないが、入出力点Ｃ２には配線が接続されていないため、エラーと判断される。
エラーと判断された箇所について、改めて配線のパターンを設けるなどの必要に応じた処置を行う。
【００２８】
次に、第８ステップＦ８として、設計データのライブラリーの領域と重なるように形成されたパターンの有無をチェックする。
これは、設計データのライブラリーパターン（Ｌ１０，Ｌ１１）に登録されたバージョンから得られる領域情報と設計データのライブラリーのパターンを除く設計データのパターンの位置座標とを比較することにより行われる。
【００２９】
例えば、図７（ａ）に示すように、設計データのライブラリーパターンＬ１０で使用しているレイヤーと同じレイヤーにおいて、設計データのライブラリーパターンＬ１０の領域と重なっている配線１５のパターンが設定されている場合と、図７（ｂ）に示すように、設計データのライブラリーパターンＬ１０で使用しているレイヤーと異なるレイヤーにおいて、設計データのライブラリーパターンＬ１０の領域と重なっている配線１６のパターンが設定されている場合とを想定する。
この場合、例えば、（１）ライブラリーで使用するレイヤーと同じレイヤーにおいて領域が重なるパターンがある場合のみをエラーとする（図７（ａ）の場合のみエラーとする）、（２）ライブラリーで使用するレイヤーを問わず、領域が重なるパターンがある場合をエラーとする（図７（ａ）および（ｂ）の両方をエラーとする）、との２通りの基準で判断を行うことができ、必要に応じていずれの基準で判断するか指定することができる。
エラーと判断された箇所について、配線のパターンの位置を変更するなどの必要に応じた処置を行う。
また、（３）ライブラリーで使用するレイヤーを問わず、領域が重なるパターンがあってもエラーとしない（図７（ａ）および（ｂ）の両方をエラーとしない）基準を選択することも可能である。即ち、第８ステップＦ８は場合によって省略することができる。
【００３０】
次に、第９ステップＦ９として、設計データのうち、設計データのライブラリーのパターン（Ｌ１０，Ｌ１１）を除く部分について、インクリメントなどのサイズ補正処理、ＯＲ処理あるいはＡＮＤ処理などの設計データの図形的演算処理を行う。
【００３１】
次に、第１０ステップＦ１０として、設計データのうち設計データのライブラリーのパターンを除く部分について、設計データのライブラリーの領域にはみ出した部分を削除する。
第９ステップＦ９の図形演算処理において、設計データのうち設計データのライブラリーのパターンを除く部分のインクリメント処理により、設計データのライブラリーの領域にはみ出すと、このはみ出した部分はマスク描画時において多重露光となり、線幅再現性を損なうことがある。
そこで必要に応じて、上記の多重露光を回避するために、例えば設計データのライブラリーパターン（Ｌ１０，Ｌ１１）に登録されたバージョンから得られる領域情報を用いて、設計データのライブラリーパターン（Ｌ１０，Ｌ１１）内にはみ出した部分を削除する。
【００３２】
例えば、図８（ａ）に示すように、設計データのライブラリーパターンＬに接続するように配線１４が設けられている場合を想定すると、図形演算処理のインクリメント処理により、線幅が太くされた配線１４’となるが、このときライブラリーパターンＬ内にはみ出した部分Ｘが生じる。
ライブラリーパターンＬの領域情報により、この内部にはみ出した配線１４’の部分を削除し、図８（ｃ）に示すようなパターンとする。
【００３３】
次に、第１１ステップＦ１１として、設計データのうち設計データのライブラリーのパターンを除く部分を描画データに変換する。
この結果、設計データのうち設計データのライブラリーのパターンを除く部分である配線（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）が描画データに変換され、配線（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）となる。
このとき、設計データのライブラリーパターン（Ｌ１０，Ｌ１１）を描画データのライブラリーパターン（Ｌ２０，Ｌ２１）に差し替えるが、描画データ上にはライブラリーの実パターンは持たせず、使用する描画データのライブラリーのパターン名、バージョン、配置位置の情報のみを持たせる。
【００３４】
次に、第１２ステップＦ１２として、マスク描画時に、ライブラリーパターンの実パターンが描画されるように、使用する描画データのライブラリーパターンのパターン名、位置情報を読み取り、描画指示ファイル（Ｊｏｂ　Ｄｅｃｋ）上において、描画データのライブラリーのパターンの実パターンと、設計データのライブラリーのパターンを除く設計データのパターンとを重ね合わせる。
例えば、描画データのライブラリーパターン（Ｌ２０，Ｌ２１）と設計データのライブラリーのパターンを除く設計データのパターン（配線（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ））とを重ね合わせ、図１０に示すようなパターンを得る。
描画データのライブラリーパターン（Ｌ２０，Ｌ２１）には、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、配線２０、不純物拡散層２１、ソース・ドレインコンタクト２２、配線２３の各パターンが設けられている。
【００３５】
以上で、描画データの作成を行うことができるが、設計データを検証する場合には、以下の工程により行うことができる。
即ち、第１３ステップＦ１３として、設計データのライブラリーのパターンと、設計データのライブラリーのパターンを除く設計データのパターンとを重ね合わせる。
例えば、図３（ａ）および図３（ｂ）に示す設計データのライブラリーパターン（Ｌ１０，Ｌ１１）の実パターンを、図５（ａ）の設計データに重ね合わせ、図１１に示すようなパターンを得る。
次に、第１４ステップＦ１４として、上記のようにして得られた設計データの検証を行う。
上記のようにして得られる設計データの実パターンが合成された設計データにて、設計検証を行うことができる。
【００３６】
上記の本実施形態に係る描画データの作成方法によれば、半導体装置の製造工程において使用する露光マスクのパターンとなる描画データを作成するときに、描画データへの変換対象となる設計データからライブラリーパターンが除外され、描画データの作成時間を短縮することができる。
また、実績のあるライブラリーパターンを再利用することで、設計の信頼度を高めることができる。
また、取り扱うデータとしてライブラリーの実パターンが除外されているため、データサイズが小さくなっており、ネットワークによる転送時間の短縮、記録媒体への入出力時間の短縮なども図ることができる。
【００３７】
本発明は上記の実施の形態に限定されない。
例えば、上記の本実施形態においては、特に半導体装置の製造において使用する露光マスクを作成するためのパターンとなる描画データの作成について説明しているが、これに限らず、半導体装置の製造における電子ビーム露光などの直接露光用のパターンとなる描画データの作成にも適用することができる。
また、上記のように取り扱う設計データのライブラリーおよび描画データのライブラリーは、データ単体で商取引されるＩＰ（ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ）としてのデータを活用することも可能である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る描画データの作成方法によれば、半導体装置の製造工程において使用する露光マスクのパターンや半導体装置の製造工程における直接露光用のパターンなどとなる描画データを作成するときに、用いる頻度の高いセルや機能ブロックなどのパターンを設計データおよび描画データとしてライブラリー登録することにより、描画データの作成時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る描画データの作成方法の工程のフローチャートである。
【図２】図２は本発明の実施形態に係る描画データの作成方法の工程のフローチャートである。
【図３】図３（ａ）および（ｂ）は本発明の実施形態に係る描画データの作成方法の工程を示す模式平面図である。
【図４】図４（ａ）および（ｂ）は本発明の実施形態に係る描画データの作成方法の工程を示す模式平面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態に係る描画データの作成方法の工程を示す模式平面図である。
【図６】図６は本発明の実施形態に係る描画データの作成方法の工程を示す模式平面図である。
【図７】図７（ａ）および（ｂ）は本発明の実施形態に係る描画データの作成方法の工程を示す模式平面図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態に係る描画データの作成方法の工程を示す模式平面図である。
【図９】図９は本発明の実施形態に係る描画データの作成方法の工程を示す模式平面図である。
【図１０】図１０は本発明の実施形態に係る描画データの作成方法の工程を示す模式平面図である。
【図１１】図１１は本発明の実施形態に係る描画データの作成方法の工程を示す模式平面図である。
【図１２】図１２は従来例に係る描画データの作成方法の工程のフローチャートである。
【図１３】図１３は従来例に係る描画データの作成方法の工程のフローチャートである。
【図１４】図１４（ａ）および（ｂ）は従来例に係る描画データの作成方法の工程を示す模式平面図である。
【図１５】図１５（ａ）〜（ｃ）は従来例に係る描画データの作成方法の工程を示す模式平面図である。
【図１６】図１６は従来例に係る描画データの作成方法の工程を示す模式平面図である。
【図１７】図１７は従来例に係る描画データの作成方法の工程を示す模式平面図である。
【符号の説明】
１０…配線、１１…不純物領域、１２…コンタクト、１３…配線、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４’，１５，１６…配線、２０…配線、２１…不純物領域、２２…コンタクト、２３…配線、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ…配線、Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ…設計データのライブラリーパターン、Ｌ２０，Ｌ２１…描画データのライブラリーパターン、Ｃ１，Ｃ２…入出力点、Ｆ１〜Ｆ１４…ステップ、Ｘ…設計データのライブラリーパターン内にはみ出した部分。

Claims

半導体装置を形成するためのパターンとなる描画データの作成方法であって、
設計データの一部となるパターンを作成して設計データのライブラリーを形成する工程と、
前記設計データのライブラリーのパターンを描画データに変換して描画データのライブラリーを作成する工程と、
前記設計データのライブラリーのパターンを用いて設計データを作成する工程と、
前記設計データのうち前記設計データのライブラリーのパターンを除く部分を描画データに変換する工程と、
前記設計データのライブラリーのパターンに対応する前記描画データのライブラリーのパターンと、前記設計データのライブラリーのパターンを除く設計データから変換された描画データのパターンとを重ね合わせる工程と
を有する描画データの作成方法。
半導体装置の製造において使用する露光マスクを作成するためのパターンとなる描画データの作成方法である
請求項１に記載の描画データの作成方法。
半導体装置の製造における直接露光用のパターンとなる描画データの作成方法である
請求項１に記載の描画データの作成方法。
前記設計データを作成する工程の後、前記設計データのライブラリーのパターンを除く設計データと前記設計データのライブラリーのパターンとの接続状態をチェックする工程をさらに有する
請求項１に記載の描画データの作成方法。
前記設計データを作成する工程の後、前記設計データのライブラリーの領域と重なるように形成されたパターンの有無をチェックする工程をさらに有する
請求項１に記載の描画データの作成方法。
前記設計データを作成する工程の後、前記設計データのうち前記設計データのライブラリーのパターンを除く部分を図形的演算処理する工程をさらに有する
請求項１に記載の描画データの作成方法。
前記図形的演算処理する工程の後、前記設計データのうち前記設計データのライブラリーのパターンを除く部分について、前記設計データのライブラリーの領域にはみ出した部分を削除する工程をさらに有する
請求項６に記載の描画データの作成方法。
前記設計データを作成する工程の後、前記設計データのライブラリーのパターンと、前記設計データのライブラリーのパターンを除く設計データのパターンとを重ね合わせる工程と、
前記設計データのライブラリーのパターンと、前記設計データのライブラリーのパターンを除く設計データのパターンとを重ね合わせた結果から設計データを検証する工程と
をさらに有する
請求項１に記載の描画データの作成方法。